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倉(cāng)式冷凍干燥機(jī)科普

更新時(shí)間:2025-03-21      點(diǎn)擊次數(shù):2463
  一、概述
  
  倉(cāng)式冷凍干燥機(jī)是一種通過(guò)冷凍、真空升華原理去除物料水分的設(shè)備,適用于食品、藥品、生物制品等熱敏性材料的干燥。其核心優(yōu)勢(shì)在于保持物料活性成分、形態(tài)結(jié)構(gòu)及色澤,延長(zhǎng)保質(zhì)期,廣泛用于制藥、食品加工、科研等領(lǐng)域。
  
  二、技術(shù)原理
  
  原理是基于水的三態(tài)變化和升華原理。在真空條件下,冰可以直接從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài),而無(wú)需經(jīng)過(guò)液態(tài),這個(gè)過(guò)程被稱(chēng)為升華。倉(cāng)式冷凍干燥機(jī)正是利用這一原理,將物料中的水分以冰晶形式直接升華為水蒸氣,從而達(dá)到干燥的目的。
  
  具體而言,主要由以下幾個(gè)部分組成:制冷系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。制冷系統(tǒng)負(fù)責(zé)將物料迅速冷凍至共晶點(diǎn)以下,使水分凝結(jié)成冰晶;真空系統(tǒng)則為升華過(guò)程提供所需的低氣壓環(huán)境;加熱系統(tǒng)向物料提供升華所需的熱量;控制系統(tǒng)則負(fù)責(zé)整個(gè)干燥過(guò)程的自動(dòng)化控制。
  
  在干燥過(guò)程中,物料首先被送入制冷系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)凍,使物料中的水分全部凝結(jié)成冰晶。然后,物料被送入干燥室,在真空環(huán)境下,冰晶開(kāi)始升華。隨著升華的進(jìn)行,物料中的水分逐漸被去除,最終達(dá)到干燥的目的。
  
  三、核心結(jié)構(gòu)與功能
  
?模塊 ?功能描述
?干燥倉(cāng) 不銹鋼密閉腔體,耐壓耐低溫(-50℃~+80℃),內(nèi)置多層物料托盤(pán)。
?制冷系統(tǒng) 壓縮機(jī)制冷(復(fù)疊式或單級(jí)),提供-80℃~-40℃冷凍條件。
?真空系統(tǒng) 油擴(kuò)散泵或干泵,維持0.1~10 Pa真空度,促進(jìn)冰晶升華。
?加熱系統(tǒng) 電加熱或硅油循環(huán)加熱,提供可控升溫(0~100℃),加速解析干燥。
?控制系統(tǒng) PLC/HMI界面,設(shè)定凍干曲線(xiàn)(溫度、壓力、時(shí)間),記錄數(shù)據(jù)并報(bào)警。
?捕水器(冷阱)? 冷凝升華水汽,溫度≤-50℃,防止水汽回流污染物料。

       四、應(yīng)用特點(diǎn)
  
  保持物料原有結(jié)構(gòu)和品質(zhì):由于倉(cāng)式冷凍干燥機(jī)是在低溫、真空環(huán)境下進(jìn)行干燥,物料中的營(yíng)養(yǎng)成分、活性成分以及微生物等都能得到較好的保留,使得干燥后的物料能夠保持原有的結(jié)構(gòu)和品質(zhì)。
  
  1、干燥效率高:采用低溫和真空的聯(lián)合作用,使得干燥速度更快,能夠在較短時(shí)間內(nèi)將物料中的水分去除。同時(shí),由于其干燥過(guò)程是在真空環(huán)境下進(jìn)行,避免了物料與空氣的接觸,從而減少了氧化反應(yīng)的發(fā)生。
  
  2、能耗低、環(huán)保:相比其他干燥設(shè)備,倉(cāng)式冷凍干燥機(jī)的能耗更低,且沒(méi)有廢氣、廢熱等產(chǎn)生,符合現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)對(duì)節(jié)能環(huán)保的要求。
  
  3、適用范圍廣:倉(cāng)式冷凍干燥機(jī)適用于多種物料,包括固體、液體以及粘稠物料等。在食品、藥品、生物制品等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。
  
  五、應(yīng)用案例
  
  1、食品工業(yè):用于制作各種凍干食品,如凍干水果、蔬菜、肉類(lèi)等。這些凍干食品不僅保留了原有的營(yíng)養(yǎng)和風(fēng)味,而且具有重量輕、體積小、便于攜帶和保存等優(yōu)點(diǎn)。
  
  2、制藥行業(yè):用于制造藥品和疫苗等生物制品。通過(guò)冷凍干燥技術(shù),可以去除藥品中的水分,使其能夠在常溫下長(zhǎng)時(shí)間保存,并保持其生物活性。
  
  3、生物技術(shù)領(lǐng)域:用于保存生物樣本和細(xì)胞等。這些生物樣本和細(xì)胞經(jīng)過(guò)冷凍干燥處理后,可以在常溫下長(zhǎng)期保存,方便后續(xù)實(shí)驗(yàn)和研究。
  
  

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